Retenção das Águas Pluviais

Os dias para realização da simulação e avaliação do comportamento da retenção das águas pluviais em ambos telhados (testemunha e verde) apresentaram condições climáticas de céu aberto e baixa incidência de ventos. Antes do início da realização dos dois testes foi retirada uma amostra do substrato para análise de umidade em laboratório. A Tabela 4.2 demonstra que a umidade em ambas amostras está com cerca de 50% de umidade e a CRA4 (capacidade de retenção máxima de água) do substrato comercial é de 60%, sendo assim são capazes de reter apenas cerca de 10% (POTmáx%), de acordo com informações técnicas do produto.

Amostra de substrato antes da simulação

Umidade amostra de substrato (%)

Biomix (substrato agrícola comercial )

Solo dia 16/02 UA = 50,65% CRA = 60%

Solo dia 22/02 49,45% CRA = 60%

Tabela 4.2 - Comparação da umidade do substrato antes da simulação da retenção nos telhados.

O potencial máximo de retenção de água do substrato no momento da simulação pode ser expresso por:

POTmáx.% = CRA% - UA%

Onde temos: 1. POTmáx% = Potencial máximo de retenção de água pelo substrato ou solo num dado instante

2. CRA% = capacidade de retenção de água do substrato comercial (valor tabelado)

3. UA% = Umidade da amostra do substrato antes da simulação de chuva (num dado instante).

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CRA – Capacidade máxima de retenção de água pelo substrato (valor tabelado e fornecido pelo fabricante).

Chuva x Escoamento(runoff) i = 8,77 mm/h 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tempo (minutos) D e fl u v io s ( l/ s )

Telhado Testemunha Telhado Verde

Figura 4.1 - Comportamento do runoff no telhado testemunha e no telhado verde durante simulação de chuva através do sistema de microaspersão com intensidade

de 8,77 mm/h durante período de 13 minutos de avaliação.

No dia 22 de fevereiro de 2009 foi feita a simulação de chuva com intensidade de 8,77mm/h realizado o fechamento do registro geral na tubulação de recalque do sistema de microaspersão em cerca de 45º, sem que comprometesse a distribuição da água aspergida. Em seguida foi medida a vazão para determinação da intensidade pluviométrica simulada. Conforme pode ser examinado na Figura 4.1, foi possível observar o comportamento e retardo do escoamento (runoff) do telhado verde em comparação ao telhado testemunha (fibrocimento). Enquanto o pico de runoff na testemunha ocorre aos 5 minutos do início da simulação, o do telhado verde ocorre aos 13 minutos do início, ou seja, ocorreu um retardo no pico de 8 minutos, se comparado ao telhado testemunha. Esse volume retido inclui toda diferença de água escoada entre o telhado testemunha e o telhado verde até a hora em que este alcança o pico de runoff (estabiliza a lâmina do efluente drenado) Essa capacidade de retenção e de retardo varia em função da altura da camada de substrato, da inclinação do telhado e do grau de umidade do substrato no momento em que ocorre a simulação. Neste caso, o potencial de retenção de água era de apenas 10,55% (CRA% –UA%), segundo especificações técnicas do produto comercial e de acordo com análise de umidade da amostra de solo que foi

submetida ao teste de laboratório5. Esses resultados se assemelham aos obtidos em pesquisa realizada por Palla et al.(2008), que observou valores entre 7 e 15 minutos para diferentes tratamentos. Esse tempo de retardo se refere à diferença de tempo entre o pico de escoamento do telhado testemunha e o do telhado verde.

Observou-se no ensaio que o telhado verde foi capaz de reter 13,48 litros de água até o tempo de pico do runoff, ou seja reteve 55% da chuva simulada até o fim do ensaio (0,9mm/m2 de telhado verde).

Chuva x Escoamento(runoff) i = 42 mm/h 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tempo (minutos) D e fl u v io s ( l/ s )

TelhadoTestemunha Telhado Verde

Figura 4.2 - Comportamento do runoff no telhado testemunha e no telhado verde durante simulação de chuva através do sistema de microaspersão com vazão de 42

mm/h durante período de 13 minutos de avaliação.

A simulação de chuva com intensidade de 42 mm/h (Figura 4.2), equivalente à máxima intensidade pluviométrica possível do sistema de micro-irrigação. Possibilitou avaliar o comportamento de retenção e retardo do escoamento (runoff) do telhado verde em comparação ao telhado testemunha (convencional). Enquanto o pico de runoff na testemunha ocorre aos 5 minutos após o início da simulação, o do telhado verde ocorreu aos 11 minutos, ou seja, ocorreu um retardo no pico de 6

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Processo gravimétrico: de análise de umidade em amostras de solo: 10g amostra e cadinho pesados antes de irem ao forno a 105 ºC por 24 horas, após esse período esfriar em um dessecador e novamente pesar o conjunto amostra e cadinho. Por diferença de peso determina-se o teor de umidade% (UA%).

minutos. O potencial de retenção de água foi de apenas 9,35% (CRA% – UA%), segundo especificações técnicas do produto comercial e de acordo com análise de umidade da amostra de solo que foi submetida ao teste de laboratório.

O telhado verde foi capaz de reter um volume de 52,22 litros, ou seja, cerca de 56% de capacidade retenção/retardo até o pico de escoamento (runoff), cerca de 3,00mm por metro quadrado de telhado verde.

A Tabela 4.2 resume os valores encontrados de umidade do solo para estudo da capacidade de retenção das águas pluviais pelos telhado verde e testemunha (convencional), em ambas simulações, e suas capacidades máximas de retenção de água.

Observa-se que nos dois ensaios não foi possível registrar o ramo descendente do hidrograma de vazões efluentes (runoff) dos telhados, verificando- se assim uma incerteza na observação do tempo para o pico. A retenção estudada corresponde apenas ao ramo ascendente do hidrograma. Ainda assim, especulando-se sobre os efeitos da implantação do telhado verde como medida de controle no lote para efeitos de controle de enchentes, observa-se uma contribuição razoável do telhado verde, demonstrando sua eficiência nesse sentido. Ressalta-se, no entanto, que foram observadas no período de desenvolvimento do experimento chuvas com durações mais longas e maiores intensidades do que as simuladas.

O substrato comercial apresentou erosão superficial em virtude de sua densidade e granulometria (Figura 4.3), mesmo em função da baixa declividade do telhado (6%) e da baixa vazão dos microaspersores, podendo-se detectar a arrasto de partículas provocando erosão do substrato, principalmente onde a cobertura vegetal era menor. Desta forma, justifica-se a necessidade de adição de algum material mais fibroso ou utilização de um material mineral com melhor drenagem e maior densidade (atenção ao sobrepeso), para que a sua contenção sobre o telhado se torne mais eficaz. Podemos pensar também na possibilidade de cultivo de mudas com maior área foliar, o que dificulte o impacto de gota direto sobre o substrato, responsável pela erosão pluvial, desagregando a camada mais superficial e carreando pela declividade, partículas mais finas e leves.

Figura 4.3 - Detalhe da erosão causada pela simulação de chuva sobre o telhado verde – intensidade pluviométrica máxima de 42 mm/h.

Os estudos foram realizados, segundo os critérios da Rio Águas que adota um procedimento de calculo para microdrenagem urbana baseado em informações de intensidades pluviométricas críticas com tempo de recorrência de 10 anos. No caso do local do experimento a lâmina de chuva calculada com tempo de duração de 10 minutos era de cerca 174 mm/h de chuva. Nosso sistema possui uma intensidade pluviométrica máxima que possibilita simulação de chuva de 42 mm/h. Um dos objetos de estudo do Projeto HIDROCIDADES foi o de avaliar a contribuição dos telhados verdes como ferramenta de drenagem urbana sustentável, limitada pela capacidade de vazão imposta pelo sistema implantado. Através dos valores preliminares encontrados pela simulação, pode-se estimar a contribuição6.

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A RIO-ÁGUAS adota critérios padronizados com base em informações de séries longas de chuvas, para avaliar intensidade pluviométrica crítica para diferentes regiões e assim estimar um projeto de microdrenagem urbana personalizado que atenda às reais necessidades do local estudado.

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Microdrenagem Urbana é definida pelo sistema de condutos pluviais à nível de loteamento ou de rede primária urbana.